Naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej opracowali innowacyjną piankę poliuretanową

Od kilku lat pianki poliuretanowe cieszą się rosnącą popularnością, zwłaszcza w budownictwie. Ich właściwości termoizolacyjne oraz wytrzymałość na czynniki zewnętrzne coraz częściej stają się także przedmiotem badań naukowych. To właśnie nad tym materiałem, w ciągu kilku ostatnich miesięcy, intensywnie pracował zespół badawczy z Politechniki Rzeszowskiej, realizując projekt sfinansowany w ramach Programy grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji.

„Celuloza i kwas krzemowy jako ekologiczne substraty do otrzymywania poliolu i pianki poliuretanowej” to pełna nazwa projektu realizowanego przez naukowców z Politechniki Rzeszowskiej. W skład zespołu badawczego wchodzą: prof. dr hab. inż. Jacek Lubczak, dr hab. inż. Renata Lubczak, prof. Prz, dr inż. Ewelina Chmiel i mgr inż. Marzena Szpiłyk. Pomysł na przeprowadzenie badań nad tym właśnie produktem wynikał z dotychczasowych doświadczeń zespołu. – W pierwszym etapie opracowaliśmy warunki syntezy polioli opartych na kwasie metakrzemowym, otrzymując pianki o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej. Zastosowaliśmy także po raz pierwszy w literaturze celulozę do syntezy polioli nadających się do otrzymywania pianek o zwiększonej termoodporności i biodegradowalnych. Stwierdziliśmy zatem, że kompilacja obu tych metod powinna prowadzić do syntezy polioli nadających się do produkcji pianek o określonych właściwościach – mówi prof. dr hab. inż. Jacek Lubczak, lider zespołu projektowego. 

Efektem badań zespołu jest stworzenie innowacyjnych pianek poliuretanowych charakteryzujących się zwiększoną termoodpornością, zwiększoną wytrzymałością na ściskanie i podatnością na biodegradację. Dodatkową, niezwykle ważną zaletą opracowanego produktu jest zastosowanie substratów przyjaznych dla środowiska tj. celulozy, węglanu etylenu zwanego rozpuszczalnikiem „zielonej chemii” i kwasu metakrzemowego otrzymanego z taniego szkła wodnego. 

Pianka poliuretanowa otrzymana przez naukowców z Politechniki Rzeszowskiej ma szerokie zastosowanie, głównie jako wytrzymała mechanicznie i termicznie izolacja cieplna lub jako materiał konstrukcyjny oparty na surowcach naturalnych i przyjaznych ekologicznie. Badania przeprowadzone przez zespół to niejako odpowiedź na potrzeby podmiotów zewnętrznych, które zajmują się syntezą pianek poliuretanowych i dążą do zastosowania w ich miejsce surowców mineralnych.  
Opracowanie pianki poliuretanowej o takich właściwościach i składzie to nie lada wyzwanie. – Nasz Zespół naukowy tak dobrał proporcje między celulozą i kwasem metakrzemowym, a czynnikami hydroksyalkilującymi, aby otrzymać ciekły poliol mieszalny z iziocyjanianami o jak największym udziale celulozy i wspomnianego kwasu metakrzemowego w strukturze poliolu, a jednocześnie zachowaniu odpowiednich proporcji między kwasem, a celulozą. Pozwoliło to na wypośrodkowanie korzystnych właściwości pianki, tj. odpowiedniej termoodporności i wytrzymałości na ściskanie – dodaje dr inż. Ewelina Chmiel. 

Istotną cechą opracowywanej pianki jest fakt, że wytwarzanie tego produktu na skalę przemysłową nie stwarza żadnego problemu. - Syntezy poliolu może się podjąć każdy, nawet drobny zakład przemysłowy dysponujący reaktorem bezciśnieniowym. Z kolei piankę poliuretanową można wytwarzać metodą mieszania składników i wylewania do form, nawet na świeżym powietrzu – podkreśla dr hab. inż. Renata Lubczak, prof. PRz. 

Projekt badawczy Politechniki Rzeszowskiej jest sfinansowany w ramach II naboru do Programu Grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji. – Wypełnianie wniosku jest procesem czasochłonnym, ale PCI zapewniło wnioskodawcom duże wsparcie opierające się na pomocy ekspertów, szkoleniach i konsultacjach telefonicznych – podsumowuje dr inż. Ewelina Chmiel. 

Podkarpackie Centrum Innowacji prowadzi obecnie kolejny, III nabór wniosków do Programu grantowego. – W tej edycji konkursu dostępne środki znacząco wzrosły; budżet pojedynczego projektu może wynieść od 50 do 500 tys. zł, a cała pula środków to aż 14 mln zł. Aplikować o nie mogą wszystkie uczelnie mające siedzibę na Podkarpaciu, a zarazem prowadzące działalność naukową. Do ubiegania się o grant zachęcamy również zespoły naukowe, które złożyły wnioski w poprzednich konkursach PCI, ale nie uzyskały dofinansowania ze względu na wyczerpanie alokacji konkursowej. Program dopuszcza ich ponowne złożenie po dokonaniu niezbędnych zmian, do czego bardzo zachęcamy. Wszystkich zainteresowanych zapraszamy również do skorzystania z doradztwa i szkoleń PCI – mówi Krzysztof Borowicz, Dyrektor ds. Rozwoju technologii w PCI.